Ladegerät mit Timer

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Ladegeräte, Batterien, galvanische Zellen

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Um Akkus vor Überladung zu schützen, kann ein herkömmliches Ladegerät über eine Zeitschaltuhr über das Stromnetz mit Strom versorgt oder mit einer solchen ausgestattet werden. Den Lesern wird eine Speicheroption mit Timer angeboten. Der Akku wird für eine bestimmte Zeit aufgeladen, danach stoppt der Ladevorgang.

Schematische Darstellung des Speichers ist in Abb. 1 dargestellt. eines.

Das Netzteil besteht aus Kondensatoren C1, C2, Diodenbrücke VD1 und Zenerdioden VD2, VD3. Der Timer ist auf einem speziellen („Uhr“) Chip DD1 aufgebaut.

Der Speicher funktioniert wie folgt. Nach dem Anschließen des Akkus (im Folgenden der Kürze halber als Akku bezeichnet) an das Netzwerk und dem Drücken der „Start“-Taste werden die Zähler der DD1-Mikroschaltung zurückgesetzt und die Ladezeit beginnt zu zählen. In diesem Fall wird an Pin 5 von DD1 ein niedriger logischer Pegel eingestellt, die Transistoren VT1, VT2 schließen und der Ladestrom fließt durch die Batterie. Die Anzeige dieses Modus ist die HL2-LED (wenn keine Batterie vorhanden ist oder der Kontakt darin oder im Stecker X1 unterbrochen ist, leuchtet sie nicht). Der Wert des Ladestroms wird durch die Kapazität des Kondensators C1 bestimmt und beträgt in diesem Fall 13...14 mA. Die Zenerdiode VD2 begrenzt die Spannung am Transistor VT1 und der Batterie und in diesem Modus fließt kein Strom durch sie.

Die Ladezeit hängt von der Schwingungsfrequenz des Oszillators der Mikroschaltung DD1 ab, die wiederum durch den Widerstandswert des Widerstands R3 und die Kapazität des Kondensators C3 bestimmt wird. Mit den im Diagramm angegebenen Werten beträgt diese Zeit ca. 15 Stunden. Nach Ablauf erscheint an Pin 5 der DD1-Mikroschaltung eine Spannung mit hohem logischen Pegel und die Transistoren VT1, VT2 öffnen sich. Dadurch beginnt Strom durch den VT1HL1-Kreis zu fließen, die Spannung an der Anode der Diode VD5 nimmt ab (aufgrund eines Anstiegs des Spannungsabfalls am Kondensator C1) und die Batterie wird von der Stromquelle getrennt. Eine leuchtende LED HL1 signalisiert das Ende des Ladevorgangs. Gleichzeitig wird dem Generator über die Diode VD5 Spannung von Pin 4 zugeführt und stoppt seinen Betrieb.

Wenn während des Ladevorgangs die Netzspannung für einige Zeit (bis zu mehreren zehn Minuten) verschwindet, läuft der Countdown weiter (die Mikroschaltung wird durch die vom Kondensator C2 gespeicherte Energie mit Strom versorgt). Nachdem im Netz Spannung anliegt, wird der Ladevorgang fortgesetzt, allerdings verkürzt sich dadurch die Ladezeit (die tatsächliche Ladedauer ist kürzer als die für dieses Zeitintervall erforderliche). Wenn für längere Zeit keine Netzspannung vorhanden ist, schaltet sich der Timer aus. Um den Ladevorgang nach Auftreten der Spannung fortzusetzen, müssen Sie die Taste SB1 drücken. In diesem Fall muss der Vorgang abgeschlossen sein, bevor der Timer abläuft (unter Berücksichtigung der Zeit, die zum Laden des Akkus benötigt wird, bevor die Netzspannung ausfällt). Wenn die tatsächliche Ladezeit nicht bekannt ist, ist es zur Vermeidung einer Überladung besser, den Akku frühzeitig abzuklemmen, zu entladen (in einem damit betriebenen Gerät oder in einem speziellen Entladegerät) und wieder aufzuladen.

Die Werte von Widerständen, Kondensatoren sowie Arten von Dioden und Transistoren sind im Diagramm zum Laden von 7D-0,125-, Nika- und ähnlichen im Ausland hergestellten Batterien angegeben. Es kann zum Laden von Batterien und anderen Behältern mit einer Spannung von 6 bis 12 V angepasst werden. Der Ladestrom wird durch Auswahl der Kapazität des Kondensators C1 geändert, die Elemente VD1-VD3, VT1, HL1, HL2 müssen jedoch für den Durchfluss ausgelegt sein dieses Stroms. Um den Ladestrom zu erhöhen, muss der Widerstandswert des Widerstands R2 proportional verringert werden.

Auch die Ladezeit tcharge kann durch die Wahl des Kondensators C3 und des Widerstands R3 in einem weiten Bereich variiert werden. Sein Wert ergibt sich aus dem Verhältnis tзap = 32/768F, wobei F die Pulswiederholfrequenz des Generators ist (in unserem Fall etwa 2 Hz).

Die meisten Speicherteile sind auf einer Leiterplatte aus einseitig folienbeschichtetem Fiberglas untergebracht (Abb. 2). Es werden nur Löcher für den Knopf, die LEDs und die Befestigungsschrauben gebohrt. Die Anschlüsse aller Teile sind von der Folienseite her mit den Leiterbahnen verlötet. Die Platine befindet sich in einem Kunststoffgehäuse mit den Maßen 17x55x80 mm, aus dem zwei Kabel herausgehen: eines mit einem Netzstecker am Ende, das andere mit einem Gegenstecker zum Anschluss der Batterie. Für den Taster und die LEDs sind Löcher in das Gehäuse gebohrt. Der Batteriestecker muss mit einem kleinen Schutzgehäuse aus Isoliermaterial ausgestattet sein, um den Kontakt mit spannungsführenden Kontakten zu verhindern.

Zusätzlich zu den im Diagramm angegebenen können im Speicher die Transistoren KT208A-KT208M, KT209G-KT209M (VT1), KT315 mit den Indizes G-E, I, KT312B und ähnliche (VT2) verwendet werden. Anstelle von KTs407A darf (mit entsprechender Änderung der Konfiguration der Leiterbahnen) eine Diodenbrücke der Serien KTs402, KTs405, KTs412 (oder ein Gleichrichter aus den Dioden KD102B, KD105B und ähnliches) anstelle von D814B - Zener verwendet werden Dioden KS191A, D818A-D818E (VD3). LEDs – alle Serien AL307, AL341 oder ähnliche im Ausland hergestellte LEDs mit einem Betriebsstrom von bis zu 20 mA. Kondensatoren C1, C3 – K73-17, C2 – K52-1, Knopf SB1 – alle kleinen ohne Verriegelung in der gedrückten Position, aber immer in einem Kunststoffgehäuse.

Beim Einrichten eines Ladegeräts kommt es darauf an, die erforderliche Erzeugungsfrequenz durch Auswahl der Elemente R3, C3 einzustellen. Sie können es mit einem DC-Voltmeter mit einer Messgrenze von 15...20 V steuern, das an Pin 12 der DD1-Mikroschaltung und den Minuspol des Kondensators C2 angeschlossen ist: bei einer Schwingungsfrequenz von 0,3 Hz beträgt die Anzahl der Impulse dabei Der Pin des Mikroschaltkreises sollte in 1 Minute gleich 18 sein (Ladezeit - ca. 15 Stunden). Wenn ihre Anzahl kleiner ist, wird R3 durch einen Widerstand mit proportional geringerem Widerstand und bei einer größeren Anzahl durch einen größeren ersetzt. Da das Ladegerät über eine transformatorlose Stromversorgung verfügt, sollte jeder Widerstandswechsel erst durchgeführt werden, nachdem das Gerät vom Netz getrennt wurde.

Autor: I. Nechaev, Kursk

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